Đặc điểm

Dịch vụ Ghép nối nhanh

Nhà cung cấp dịch vụ Ghép nối nhanh sẽ có dịch vụ GATT sau đây.

Dịch vụ	mã nhận dạng duy nhất (UUID)
Dịch vụ Ghép nối nhanh	0xFE2C

Dịch vụ này phải có các đặc điểm sau.

Đặc điểm của Dịch vụ Ghép nối nhanh	Đã mã hóa	Quyền	mã nhận dạng duy nhất (UUID)
Mã kiểu máy	Không	Đọc	FE2C1233-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA
Ghép nối dựa trên khoá	Không	Viết và thông báo	FE2C1234-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA
Khoá truy cập	Không	Viết và thông báo	FE2C1235-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA
Khoá tài khoản	Không	Viết	FE2C1236-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA

Device Information Service

Nhà cung cấp dịch vụ Ghép nối nhanh cũng phải hỗ trợ Dịch vụ thông tin thiết bị.

Dịch vụ	mã nhận dạng duy nhất (UUID)
Device Information Service	0x180A

Ghép nối nhanh Seeker sử dụng các đặc điểm sau.

Tên	Đã mã hóa	Quyền	mã nhận dạng duy nhất (UUID)
Bản sửa đổi chương trình cơ sở	Không	Đọc	0x2A26

Đặc điểm: Mã mẫu

Đặc điểm này cho phép Seeker đọc mã nhận dạng mô hình khi cần, ngoài thời điểm thiết bị quảng cáo ở chế độ có thể phát hiện. Thao tác này phải luôn trả về dữ liệu sau:

Octet	Loại dữ liệu	Mô tả	Giá trị
0 – 2	uint24	Mã kiểu máy	thay đổi

Đặc điểm: Ghép nối dựa trên khoá

Lưu ý: Google đề xuất triển khai Các trường hợp kiểm thử mật mã để dễ dàng xác minh các yêu cầu này.

Đặc điểm này kiểm soát quy trình Ghép nối dựa trên khoá. Trong quy trình này, một mức độ tin cậy nhất định được thiết lập bằng cách xác minh rằng cả Người tìm kiếm và Nhà cung cấp đều có khoá được chia sẻ trước. Khoá sẽ khác nhau trong mỗi trường hợp:

• Trường hợp 1: Khoá dùng chung trước dựa trên cặp khoá công khai/riêng tư chống giả mạo và cặp khoá công khai/riêng tư của chính Seeker sẽ thay đổi cho mỗi lần thử ghép nối.

  • Nhà cung cấp đang ở chế độ ghép nối.
  • Người yêu cầu xác minh rằng Nhà cung cấp đang sở hữu khoá riêng tư chống giả mạo.

  Xin lưu ý rằng khi ở chế độ ghép nối, tất nhiên, Nhà cung cấp cũng có thể ghép nối theo cách thông thường, chẳng hạn như ghép nối với một thiết bị không hỗ trợ tính năng Ghép nối dựa trên khoá của công nghệ Ghép nối nhanh.

• Trường hợp 2: Khoá được chia sẻ trước là một trong các khoá tài khoản.

  • Nhà cung cấp thường không ở chế độ ghép nối. (Nhưng đây không phải là yêu cầu bắt buộc – Nhà cung cấp phải hỗ trợ việc sử dụng khoá tài khoản ngay cả khi ở chế độ ghép nối.)
  • Seeker và Provider đều xác minh rằng bên kia đang sở hữu khoá tài khoản.

Vì cả hai trường hợp này đều cực kỳ giống nhau, ngoại trừ việc sử dụng khoá dùng chung trước, nên chúng được kết hợp trong quy trình.

Định dạng dữ liệu

Hãy xem thủ tục về cách sử dụng từng định dạng.

Octet	Loại dữ liệu	Mô tả	Giá trị	Bắt buộc?
0 – 15	uint128	Yêu cầu được mã hoá	thay đổi	Bắt buộc
16 – 79		Khóa công cộng	thay đổi	Không bắt buộc

Bảng 1.1: Yêu cầu đã mã hoá, do Người tìm kiếm ghi vào đặc điểm.

Octet	Loại dữ liệu	Mô tả	Giá trị	Bắt buộc?
0	uint8	Loại thông báo	0x00 = Yêu cầu ghép nối dựa trên khoá	Bắt buộc
1	uint8	Cờ Bit 0 (MSB): không dùng nữa và bị Seeker bỏ qua. Bit 1: 1 nếu Seeker yêu cầu Provider bắt đầu liên kết và yêu cầu này chứa địa chỉ BR/EDR của Seeker. Nếu không thì là 0. Bit 2: 1 nếu Seeker yêu cầu Provider thông báo tên hiện có. Nếu không thì là 0. Bit 3: 1 nếu đây là Khoá tài khoản ghi hồi tố. Nếu không thì là 0. Các bit từ 4 đến 7 được dành riêng để sử dụng sau này và sẽ bị bỏ qua.	tuỳ thuộc	Bắt buộc
2 – 7	uint48	Một trong hai điều kiện sau: Địa chỉ BLE hiện tại của nhà cung cấp Địa chỉ công khai của nhà cung cấp	tuỳ thuộc	Bắt buộc
8 – 13	uint48	Địa chỉ BR/EDR của thiết bị tìm kiếm	tuỳ thuộc	Chỉ xuất hiện nếu bạn đặt Flags Bit 1 hoặc 3
n – 15		Giá trị ngẫu nhiên (salt)	tuỳ thuộc	Bắt buộc

Bảng 1.2.1: Yêu cầu thô (loại 0x00). Được giải mã từ Yêu cầu đã mã hoá trong Bảng 1.1.

Octet	Loại dữ liệu	Mô tả	Giá trị	Bắt buộc?
0	uint8	Loại thông báo	0x10 = Yêu cầu hành động	Bắt buộc
1	uint8	Cờ Bit 0 (MSB): 1 nếu đó là Hành động trên thiết bị, 0 nếu không. Bit 1: 1 nếu theo sau là Đặc điểm dữ liệu bổ sung, 0 nếu không. Bit 2 – 7 được dành riêng để sử dụng sau này và sẽ bị bỏ qua.	tuỳ thuộc	Bắt buộc
2 – 7	uint48	Một trong hai điều kiện sau: Địa chỉ BLE hiện tại của nhà cung cấp Địa chỉ công khai của nhà cung cấp	tuỳ thuộc	Bắt buộc
8	uint8	Nhắn tin cho nhóm	tuỳ thuộc	Bắt buộc nếu bạn đặt Cờ bit 0
9	uint8	Mã thông báo	tuỳ thuộc	Bắt buộc nếu bạn đặt Cờ bit 0
10	uint8	Tuỳ thuộc vào cờ: Bit 0 được đặt: Độ dài dữ liệu bổ sung, nhỏ hơn 6 Bit 1 được đặt: Mã dữ liệu	tuỳ thuộc	Bắt buộc nếu bạn đặt Cờ bit 0 hoặc 1
11 – n		Dữ liệu khác	tuỳ thuộc	Không bắt buộc
n – 15		Giá trị ngẫu nhiên (salt)	tuỳ thuộc	Bắt buộc

Bảng 1.2.2: Yêu cầu thô (loại 0x10). Được giải mã từ Yêu cầu đã mã hoá trong Bảng 1.1.

Octet	Loại dữ liệu	Mô tả	Giá trị
0	uint8	Loại thông báo	0x01 = Phản hồi ghép nối dựa trên khoá
1 – 6	uint48	Địa chỉ công khai (BR/EDR) của nhà cung cấp	tuỳ thuộc
7 – 15		Giá trị ngẫu nhiên (salt)	tuỳ thuộc

Bảng 1.3: Phản hồi thô. Được mã hoá để tạo Phản hồi đã mã hoá trong Bảng 1.4.

Octet	Loại dữ liệu	Mô tả	Giá trị
0 – 15	uint128	Phản hồi được mã hoá	tuỳ thuộc

Bảng 1.4: Phản hồi đã mã hoá, do Nhà cung cấp gửi đến Người tìm kiếm thông qua một thông báo.

Đặc điểm: Khoá truy cập

Đặc điểm này được dùng trong quy trình Ghép nối dựa trên khoá.

Octet	Loại dữ liệu	Mô tả	Giá trị
0 – 15	uint128	Khối khoá truy cập đã mã hoá	tuỳ thuộc

Bảng 2.1: Khối khoá truy cập đã mã hoá. Xem quy trình Ghép nối dựa trên khoá để sử dụng.

Octet	Loại dữ liệu	Mô tả	Giá trị
0	uint8	Loại thông báo	Một trong các lựa chọn sau: 0x02 = Khoá truy cập của người tìm kiếm 0x03 = Khoá truy cập của nhà cung cấp
1 - 3	unit32	Khoá truy cập gồm 6 chữ số	tuỳ thuộc
4 – 15		Giá trị ngẫu nhiên (salt)	tuỳ thuộc

Bảng 2.2: Khối khoá truy cập thô. Phiên bản đã giải mã của Bảng 2.1.

Đặc điểm: Khoá tài khoản

Sau khi ghép nối, Fast Pair Seeker sẽ ghi Khoá tài khoản vào Fast Pair Provider.

Octet	Loại dữ liệu	Mô tả	Giá trị
0 – 15	uint128	Khoá tài khoản (đã mã hoá)	tuỳ thuộc

Khi nhận được yêu cầu ghi, Nhà cung cấp Ghép nối nhanh sẽ làm như sau:

1. Giải mã khoá tài khoản bằng khoá bí mật dùng chung được tạo từ bước 4 trong quy trình.
   • Đối với những Nhà cung cấp yêu cầu liên kết (thường gặp):
     • Trước khi giải mã, hãy xác minh rằng khoá bí mật dùng chung đã được dùng để giải mã yêu cầu khoá truy cập từ bước 12. Nếu bước này chưa hoàn tất bằng khoá bí mật này, hãy bỏ qua thao tác ghi này và thoát.
   • Tại thời điểm này, khoá bí mật dùng chung (K trong quy trình) sẽ không được dùng lại cho lần ghép nối này. Mọi yêu cầu được mã hoá bằng khoá này mà không khởi động lại quy trình đều sẽ bị từ chối.
2. Xác minh rằng giá trị đã giải mã bắt đầu bằng 0x04 hoặc 0xFF. Nếu không, hãy bỏ qua thao tác ghi này và thoát.
   • Nếu giá trị là 0x04:
     • Kiểm tra xem danh sách Khoá tài khoản được duy trì có đủ dung lượng cho giá trị mới hay không.
     • Nếu không, hãy xoá giá trị ít được dùng nhất khỏi danh sách.
     • Thêm giá trị mới vào danh sách.
   • Nếu giá trị là 0xFF:
     • Hãy coi đây là một phiên ghép nối tạm thời và không thực hiện thao tác nào.
     • Điều này có thể xảy ra với quy trình Ghi khoá tài khoản theo cách hồi tố.
     • Không lưu trữ khoá và không dùng khoá này trong Danh sách khoá tài khoản, quá trình mã hoá hoặc tính toán MAC.
     • Việc xoá mối liên kết sẽ được kích hoạt bởi một sự kiện hoặc thời gian chờ dành riêng cho tính năng. Đối với tính năng Chia sẻ âm thanh LE, bạn nên xoá mối liên kết BLE và khoá liên kết 10 phút sau khi phiên tạm thời ngắt kết nối.

Khoá tài khoản trong danh sách được dùng trong quá trình Ghép nối dựa trên khoá.

Đặc điểm: Bản sửa đổi chương trình cơ sở

Đặc điểm này cho phép Seeker đọc bản sửa đổi chương trình cơ sở của Provider khi cần. Thao tác này phải luôn trả về dữ liệu sau:

Octet	Loại dữ liệu	Mô tả	Giá trị
0 – var	utf8s	Mã phiên bản chương trình cơ sở	tuỳ thuộc

Bạn nên đóng gói thành một chuỗi utf8 duy nhất ngay cả khi có nhiều chương trình cơ sở (ví dụ: 3 chương trình cơ sở cho tai nghe bên trái, tai nghe bên phải và hộp sạc) trên Nhà cung cấp. Nhà cung cấp cũng có thể trả về các chuỗi cụ thể cho các trường hợp đặc biệt:

1. status-updating: nếu Nhà cung cấp hiện đang cập nhật lên một chương trình cơ sở mới. Ngoài ra, Nhà cung cấp có thể trả về phiên bản của chương trình cơ sở được dàn dựng.

2. status-abnormal: nếu Nhà cung cấp ở trạng thái bất thường. Ví dụ: thiết bị bị trục trặc do không cập nhật được chương trình cơ sở. Giá trị này sẽ khiến Trình tìm kiếm hiển thị một thông báo cho người dùng biết rằng họ phải cập nhật ngay.

Nhà cung cấp nên hạn chế quyền truy cập vào đặc điểm Phiên bản phần sụn để ngăn chặn việc theo dõi thiết bị. Các quy định hạn chế được đề xuất:

• các thiết bị đã liên kết phải có quyền truy cập bất cứ lúc nào
• mọi thiết bị đều có quyền truy cập khi Nhà cung cấp có thể phát hiện

Đặc điểm: Dữ liệu bổ sung

Dịch vụ này sẽ có đặc điểm sau.

Đặc điểm của Dịch vụ Ghép nối nhanh	Đã mã hóa	Quyền	mã nhận dạng duy nhất (UUID)
Dữ liệu	Không	Viết và thông báo	FE2C1237-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA

Đặc điểm của Dịch vụ Ghép nối nhanh cũ (dự kiến sẽ ngừng hoạt động vào ngày 1/1/2021)	Đã mã hóa	Quyền	mã nhận dạng duy nhất (UUID)
Dữ liệu	Không	Viết và thông báo	0x1237

Trước khi ghi hoặc thông báo cho đặc điểm này, phải có một cái bắt tay thông qua đặc điểm FE2C1234-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA để có một khoá bí mật dùng chung. AES-CTR sẽ được dùng để mã hoá dữ liệu truyền qua đặc điểm này, thuật toán của đặc điểm này được xác định bên dưới. Chế độ này an toàn hơn đối với dữ liệu vượt quá một khối 16 byte. HMAC-SHA256 sẽ được dùng để đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu, cũng được xác định dưới đây.

Octet	Mô tả	Giá trị
0 - 7	8 byte đầu tiên của HMAC-SHA256.	tuỳ thuộc
8 – 15	Số chỉ dùng một lần, được dùng để mã hoá AES-CTR.	tuỳ thuộc
16 – var	Dữ liệu đã mã hoá.	tuỳ thuộc

Bảng 3.1: Gói dữ liệu, do Nhà cung cấp gửi đến Người tìm kiếm thông qua một thông báo hoặc do Người tìm kiếm gửi đến Nhà cung cấp thông qua một thao tác ghi.

Octet	Loại dữ liệu	Mô tả	Giá trị
0 – var	byte array	Dữ liệu	varies, giải mã theo Mã nhận dạng dữ liệu của Bảng 1.2.2: 0x01(tên được cá nhân hoá): utf8s

Bảng 3.2: Dữ liệu thô. Được giải mã từ dữ liệu đã mã hoá trong Bảng 3.1.

Khi có yêu cầu thông báo (ví dụ: yêu cầu tên được cá nhân hoá thông qua Bit 2 trong Bảng 1.2.1), Nhà cung cấp Ghép nối nhanh sẽ làm như sau:

1. Tạo 8 byte ngẫu nhiên được mã hoá cho Số chỉ dùng một lần.

2. Mã hoá dữ liệu bằng AES-CTR, trong đó mỗi khối 16 byte được tạo bằng

   encryptedBlock[i] = clearBlock[i] ^ AES(key, concat((uint8) i, 0x00000000000000, nonce))
   

   trong đó

   1. Khoá AES là khoá bí mật dùng chung trong bước 4 của quy trình.
   2. clearBlock[i] là một khối 16 byte bắt đầu từ data[i * 16]. Khối cuối cùng có thể nhỏ hơn 16 byte.

3. Thực hiện concat(encryptedBlock[0], encryptedBlock[1],...) để tạo Dữ liệu đã mã hoá.

4. Tạo HMAC-SHA256 bằng cách

   sha256(concat((K ^ opad), sha256(concat((K ^ ipad), concat(nonce, encrypted_data)))))
   

   trong đó

   1. K được tạo bằng cách concat(shared_secret, 48-byte ZEROs), shared_secret là từ bước 4 trong quy trình.
   2. opad là phần đệm bên ngoài 64 byte, bao gồm các byte lặp lại có giá trị 0x5C.
   3. ipad là phần đệm bên trong 64 byte, bao gồm các byte lặp lại có giá trị 0x0A 0x36.

5. Lấy 8 byte đầu tiên từ HMAC-SHA256 làm tiền tố của Gói dữ liệu.

Khi nhận được yêu cầu ghi, Nhà cung cấp Ghép nối nhanh sẽ làm như sau:

1. Xác minh tính toàn vẹn của dữ liệu bằng cách kiểm tra 8 byte đầu tiên của HMAC-SHA256.

2. Giải mã Dữ liệu đã mã hoá bằng AES-CTR, trong đó mỗi khối được tạo bằng

   clearBlock[i] = encryptedBlock[i] ^ AES(key, concat((uint8) i, 0x00000000000000, nonce))
   

   trong đó

   1. encryptedBlock[i] là một khối 16 byte bắt đầu từ encrypted_data[i * 16]. Khối cuối cùng có thể nhỏ hơn 16 byte.
   2. Khoá AES được tạo hoặc xác định từ quá trình bắt tay, ví dụ:
      1. trong quy trình đặt tên 1, đó là từ ECDH và sẽ không được dùng lại cho lần ghép nối này. Mọi yêu cầu được mã hoá bằng khoá này mà không khởi động lại quy trình đều sẽ bị từ chối.
      2. trong naming flow 2, đây là khoá tài khoản.

3. Thực hiện concat(clearBlock[0], clearBlock[1],...) để tạo dữ liệu thô.